專利名稱：電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電梯系統(tǒng)的一種電流/電壓控制裝置，特別是涉及電梯系統(tǒng)的一種改進(jìn)的電流/電壓控制裝置，它可以防止過電流和過電壓被傳遞到逆變器上。
伴隨著大功率半導(dǎo)體器件的技術(shù)進(jìn)步，電梯系統(tǒng)的電機(jī)種類從直流電機(jī)變成了感應(yīng)電機(jī)。為了控制感應(yīng)電機(jī)，近來越來越多地采用了基于VVVF(變壓變頻)的矢量控制方法。為了對(duì)感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行矢量控制，感應(yīng)電機(jī)的輸入電流實(shí)際上被分成勵(lì)磁分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，以便能夠控制感應(yīng)電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩。
為了實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電機(jī)的VVVF控制，提供了一個(gè)將三相交流電壓變換成直流電壓的變換器和一個(gè)將直流電壓變換成可變電壓和可變頻率的交流電壓的逆變器。感應(yīng)電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制是通過控制逆變器的開關(guān)操作來實(shí)現(xiàn)的。因此，為此而設(shè)計(jì)的電流/電壓控制裝置應(yīng)該能防止逆變器的異常操作。


圖1表示電梯系統(tǒng)中慣用的電流/電壓控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
如圖中所示，慣用的電梯系統(tǒng)包括通過整流將三相交流電壓AC變換成直流電壓的一個(gè)變換器1，和一個(gè)將變換的直流電壓變換成可變電壓和可變頻率的交流電壓的逆變器2，一個(gè)感應(yīng)電機(jī)4采用變換后的交流電壓產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電梯轎廂8的動(dòng)力，電流傳感器3A至3C用于檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)4內(nèi)部流動(dòng)的三相電流，滾筒5，纜繩6和配重7用于接收來自感應(yīng)電機(jī)4的動(dòng)力，并且沿著貫通各個(gè)樓層的運(yùn)行路線驅(qū)動(dòng)電梯轎廂8，一個(gè)速度檢測(cè)器9用于檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)4的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr，過電流檢測(cè)器10用于將電流傳感器3A至3C檢測(cè)的各相電流與一個(gè)預(yù)先設(shè)定的限流值相比較，并且在比較的結(jié)果顯示出其電流超過了限流值時(shí)產(chǎn)生一個(gè)逆變器2的驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)，電流放大器11A至11C分別用于將電流傳感器3A至3C檢測(cè)的各相電流放大到預(yù)定的電平，一個(gè)電流轉(zhuǎn)換器12用于將來自電流放大器11A至11C的三相電流(ia，ib，ic)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩分量(Q-軸)電流(iq)和勵(lì)磁分量(D-軸)電流(id)，一個(gè)速度指令發(fā)生器13用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)操作指令(D*)的速度指令(W*)，一個(gè)減法器14用于計(jì)算感應(yīng)電機(jī)4的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(ωr)與速度指令(W*)之間的差，一個(gè)速度控制器15用于產(chǎn)生與上述差成正比的轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)，一個(gè)勵(lì)磁分量電流指令發(fā)生器16用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)操作指令(D*)的勵(lì)磁分量電流指令(id*)，一個(gè)減法器17用于計(jì)算相對(duì)于來自電流轉(zhuǎn)換器12的轉(zhuǎn)矩分量電流(iq)的差，一個(gè)減法器18用于計(jì)算磁通分量電流指令發(fā)生器16輸出的磁通分量電流指令(id*)與電流轉(zhuǎn)換器12輸出的磁通分量電流(id)之間的差，Q-軸和D-軸電流控制器19A和19B用于產(chǎn)生Q-軸和D-軸電壓指令(Vq，Vd)，以便按照減法器17和18輸出的電流來控制感應(yīng)電機(jī)4的Q-軸電流和D-軸電流，一個(gè)轉(zhuǎn)差計(jì)算單元20根據(jù)轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)來計(jì)算感應(yīng)電機(jī)4的轉(zhuǎn)差頻率ωs，加法器21用于將速度檢測(cè)器9檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr與轉(zhuǎn)差計(jì)算單元20計(jì)算出的轉(zhuǎn)差頻率ωs相加，并且輸出感應(yīng)電機(jī)4的操作頻率ωe，一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器22用于將操作頻率ωe以及Q-軸和D-軸電壓指令Vq，Vd轉(zhuǎn)換成三相電壓指令Va，Vb，Vc，一個(gè)限壓器23用于限制三相電壓指令Va，Vb，Vc的輸出范圍，以及一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)單元24用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)著來自限壓器23或是過電流檢測(cè)器10的逆變器驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的一種脈沖調(diào)制信號(hào)，并且驅(qū)動(dòng)逆變器2。
以下要參照?qǐng)D1至4來說明慣用的電梯系統(tǒng)的工作方式。
首先，在輸入三相交流(AC)電壓時(shí)，三相交流電壓被變換器1變換成直流電壓，并且由電容器C平滑之后提供給逆變器2。逆變器2將輸入的直流電壓變換成可變電壓和可變頻率的交流電壓，然后提供給感應(yīng)電機(jī)4。
此外，速度檢測(cè)器9檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)4的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr，而速度指令發(fā)生器13產(chǎn)生對(duì)應(yīng)操作指令D*的速度指令W*，由減法器14計(jì)算速度指令W*與轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr之間的差。速度控制器產(chǎn)生與這一差值成正比的轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)，而磁通分量電流指令發(fā)生器16則按照操作指令D*產(chǎn)生一個(gè)磁通分量電流指令(id*)。
圖2A至2C是速度指令W*，轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)和磁通分量電流指令(id*)的波形圖。
當(dāng)速度指令發(fā)生器13產(chǎn)生圖2A所示的速度指令W*時(shí)，速度控制器15就產(chǎn)生圖2B所示的轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)，該指令與速度指令W*和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr之間的差成正比。磁通分量電流指令發(fā)生器16產(chǎn)生圖2C所示的具有預(yù)定大小的電流指令(id*)，而操作指令D*則處于RUN狀態(tài)。
另外，由電流傳感器3A至3C來檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)4內(nèi)部流動(dòng)的三相電流，并且用電流放大器11A至11C將檢測(cè)到的三相電流放大到預(yù)定的電平。
此時(shí)，過電流檢測(cè)器10將電流檢測(cè)器3A至3C檢測(cè)的電流值與設(shè)定的限流值I-limit進(jìn)行比較。根據(jù)比較的結(jié)果，如果三相電流超過了限流值，就產(chǎn)生逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)。
圖3A和3B表示了用于解釋過電流檢測(cè)器10操作定時(shí)的波形圖。
如圖3A所示，在電流檢測(cè)器3A至3C檢測(cè)的電流值超過了限流值I-limit的點(diǎn)P上，過電流檢測(cè)器10產(chǎn)生一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)，如圖3B所示。
另外，電流轉(zhuǎn)換器12按照公式1至3將經(jīng)過電流放大器11A至11C放大的三相電流ia，ib和ic轉(zhuǎn)換成Q-軸電流iq和D-軸電流id。
ia＝Icos(ωe-θ)ib＝Icos(ωe-2π/3-θ)ic＝Icos(ωe-2π/3+θ)......(公式1)iα=(ic-ib)/3=-Isin(ωe-θ)]]>iβ＝ia＝Icos(ωc-θ) ......公式2id＝cos(ωet)× iα+sin(ωet)×iβ＝Isin(θ)iq＝-sin(ωet)×iα+cos(ωet)×iβ＝Icos(θ)...公式3其中的ωe代表操作頻率，θ表示相位角。
從公式3中可見，Q-軸電流iq和D-軸電流id分別被輸入減法器17和18，并且與速度控制器15和磁通分量電流指令發(fā)生器16輸出的轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)和磁通分量電流指令(id*)相比較。在輸出了一個(gè)對(duì)應(yīng)這一比較的差值時(shí)，Q-軸電流控制器19A和D-軸電流控制器19B就產(chǎn)生Q軸和D軸電壓指令Vq和Vd。
此外，當(dāng)轉(zhuǎn)差計(jì)算單元20輸出一個(gè)與速度控制器15輸出的轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)成正比的轉(zhuǎn)差頻率ωs時(shí)，加法器21將這一轉(zhuǎn)差頻率ωs與感應(yīng)電機(jī)14的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr相加，從而輸出一個(gè)操作頻率ωe。
另外，電壓轉(zhuǎn)換器22按照以下的公式4和5采用加法器21輸出的操作頻率ωe以及Q-軸和D-軸電流控制器19A和19B產(chǎn)生的Q軸和D軸電壓指令Vq和Vd輸出三相的電壓指令Va，Vb，和Vc。
Vα＝-Vq×sin(ωet)+Vd×cos(ωet)Vβ＝+Vq×cos(ωet)+Vd×sin(ωet)...公式4Va＝Vβ
Vc=-12Vβ+32Vα]]>由此計(jì)算出的三相電壓指令Va，Vb，和Vc被輸入到限壓器23，并且與限壓值V-limit相比較。僅有低于這一限壓值V-limit的電壓才能提供給逆變器驅(qū)動(dòng)單元24，這樣，過電壓就不會(huì)被提供給逆變器2和感應(yīng)電機(jī)4。
圖4A和4B表示提供給感應(yīng)電機(jī)4的電壓信號(hào)的波形圖。
在產(chǎn)生了圖4A所示的速度指令W*時(shí)，就輸出圖4B所示的與產(chǎn)生的速度指令W*成正比的感應(yīng)電機(jī)4的供電電壓。圖中的V-rate代表額定的電壓，而V-limit代表一個(gè)限壓值。
如圖4B所示，被限制在限壓值V-limit以下的供電電壓被輸入到逆變器驅(qū)動(dòng)單元24，當(dāng)操作指令D*處于RUN狀態(tài)即有效狀態(tài)時(shí)，逆變器驅(qū)動(dòng)單元24就向逆變器2輸出一個(gè)脈沖調(diào)制信號(hào)，用來切換內(nèi)部的功率晶體管，從而控制感應(yīng)電機(jī)的速度和電流。
另外，感應(yīng)電機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)力通過滾筒5和纜繩6傳遞到轎廂8上，使轎廂8沿著運(yùn)行路線移動(dòng)到一個(gè)目標(biāo)樓層。
在電梯系統(tǒng)慣用的這種電流/電壓控制裝置中提供了用于防止過電流和過電壓被傳遞到逆變器2的過電流檢測(cè)器12和限壓器23。
如圖4所示，限壓器23的限壓值V-limit一直維持在恒定值。然而，提供給感應(yīng)電機(jī)4的供電電壓總是與感應(yīng)電機(jī)4的速度成正比。
因此，在感應(yīng)電機(jī)4低速操作時(shí)，Q-軸和D-軸電流是由低于額定電壓V-rate的電壓來控制的，因而不可能在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)理想的防護(hù)操作。
另外，如果感應(yīng)電機(jī)4的三相參數(shù)是平衡的，按照公式1，流經(jīng)感應(yīng)電機(jī)4的三相電流就應(yīng)該是平衡的，因此，這三相電流的和，也就是零相分量電流就會(huì)變成0。如果由于預(yù)定的系數(shù)而使三相的參數(shù)不平衡，由于流經(jīng)感應(yīng)電機(jī)4的三相電流是不平衡的，三相電流的總和不會(huì)變成零。
在這種情況下，流經(jīng)感應(yīng)電機(jī)4的電流可能會(huì)小于過電流檢測(cè)器10的限流值I-limit，或是可能大于感應(yīng)電機(jī)4的額定電流。由于慣用的過電流檢測(cè)器10不能檢測(cè)到上述問題，盡管存在上述問題，電梯系統(tǒng)仍然會(huì)繼續(xù)工作，這樣就有可能發(fā)生更嚴(yán)重的問題。
此外，在電流控制電路中，如果由于電流傳感器3A至3C的故障而沒有檢測(cè)到電流值，或是傳感器的輸出電纜發(fā)生短路，在低速操作期間就會(huì)在Q-軸和D-軸電流控制器19A和19B中產(chǎn)生很大的電壓指令。因此，在逆變器和感應(yīng)電機(jī)中就會(huì)出現(xiàn)過電流。如果不能檢測(cè)到這種過電流，逆變器和電機(jī)就可能被損壞。
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置，它可以克服背景技術(shù)中面臨的上述問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一種電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置，它可以設(shè)定一個(gè)隨感應(yīng)電機(jī)的速度而變化的限制電壓，以此來限制感應(yīng)電機(jī)的供電電壓，從而有效地防止過電壓被提供給逆變器。
本發(fā)明的再一目的是提供一種電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置，它可以在感應(yīng)電機(jī)的三相參數(shù)不平衡的情況下防止過電流被提供給逆變器。
本發(fā)明的又一目的是提供一種電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置，它可以在電流指令與實(shí)際電流之間的差(以下稱為“電流偏差”)在預(yù)定時(shí)間期間超過一個(gè)預(yù)定值時(shí)停止逆變器的驅(qū)動(dòng)操作，從而防止過電流被提供給逆變器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的而提供的電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置包括一個(gè)限壓器，用于設(shè)定一個(gè)與感應(yīng)電機(jī)的操作頻率成正比的限壓值，并且向逆變器驅(qū)動(dòng)單元提供低于這一限壓值的電壓，一個(gè)零相分量電流檢測(cè)器，用于檢測(cè)零相分量電流，并且在檢測(cè)到的電流超過一個(gè)預(yù)定的參考值時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)，以及一個(gè)電流偏差檢測(cè)器，用于檢測(cè)電流的偏差值，并且在超過預(yù)定參考值的這一電流偏差值被持續(xù)維持了預(yù)定的時(shí)間向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)。
根據(jù)以下的詳細(xì)說明可以更清楚地看到本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)，目的及其特征。
通過以下僅僅為了舉例而提供的詳細(xì)說明和附圖可以更加充分地了解本發(fā)明，這些說明和附圖并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，在附圖中圖1表示電梯系統(tǒng)中慣用的一種電流/電壓控制裝置的框圖；圖2A至2C是圖1的裝置中的速度分量，轉(zhuǎn)矩分量電流指令以及勵(lì)磁分量電流指令的波形圖；圖3A和3B表示圖1中的過電流檢測(cè)器輸出信號(hào)的操作定時(shí)波形圖；圖4A和4C表示提供給圖1裝置中的感應(yīng)電機(jī)的電壓波形圖；圖5是表示按照本發(fā)明用于電梯系統(tǒng)的一種電流/電壓控制裝置的示意性框圖；圖6是圖5中的零相分量電流檢測(cè)器的詳細(xì)電路圖；圖7A至7C是零相分量電流檢測(cè)器輸出信號(hào)的操作定時(shí)波形圖；圖8A至8C是圖5中的電流偏差檢測(cè)器輸出信號(hào)的操作定時(shí)波形圖；以及圖9A至9C是圖5中的限壓器輸出信號(hào)的操作定時(shí)波形圖。
圖5表示了按照本發(fā)明用于電梯系統(tǒng)的一種電流/電壓控制裝置。
如圖中所示，按照本發(fā)明，用于電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置包括一個(gè)變換器101，用于對(duì)三相交流(AC)電壓整流，并且將其變換成直流電壓，一個(gè)逆變器102用于將變換后的直流電壓逆變成可變電壓和可變頻率的交流電壓，一個(gè)感應(yīng)電機(jī)104采用變換后的交流電壓來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電梯轎廂108的動(dòng)力，電流傳感器103A至103C用于檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)104內(nèi)部流動(dòng)的三相電流，滾筒105，纜繩106和配重107用于接收來自感應(yīng)電機(jī)104的驅(qū)動(dòng)力，以便沿著一條運(yùn)行路線驅(qū)動(dòng)電梯轎廂108，一個(gè)速度檢測(cè)器109用于檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)104的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr，一個(gè)過電流檢測(cè)器110用于將電流傳感器103A至103C檢測(cè)的各相電流與一個(gè)預(yù)先設(shè)定的限流值I-limit相比較，并且在各相電流超過了限流值I-limit時(shí)產(chǎn)生一個(gè)逆變器102的驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)，電流放大器111A至111C分別用于將電流傳感器103A至103C檢測(cè)的各相電流放大到預(yù)定的電平，一個(gè)電流轉(zhuǎn)換器112用于將三相電流(ia，ib，ic)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩分量(Q-軸)電流(iq)和磁通分量(D-軸)電流(id)一個(gè)速度指令發(fā)生器113用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)操作指令D*的速度指令W*，一個(gè)減法器114用于計(jì)算速度指令W*與感應(yīng)電機(jī)4的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr之間的差，一個(gè)速度控制器115用于產(chǎn)生與上述差成正比的轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)，一個(gè)磁通分量電流指令發(fā)生器116用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)操作指令D*的磁通分量電流指令(id*)，一個(gè)減法器117用于計(jì)算速度控制器115輸出的轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)與電流轉(zhuǎn)換器112輸出的轉(zhuǎn)矩分量電流(iq)之間的差，一個(gè)減法器118用于計(jì)算磁通分量電流指令發(fā)生器116輸出的磁通分量電流指令(id*)與電流轉(zhuǎn)換器112輸出的磁通分量電流(id)之間的差，Q-軸和D-軸電流控制器119A和119B用于產(chǎn)生Q-軸和D-軸電壓指令Vq和Vd，以便按照減法器117和118的輸出電流來控制感應(yīng)電機(jī)104的Q-軸電流和D-軸電流，一個(gè)轉(zhuǎn)差計(jì)算單元120根據(jù)轉(zhuǎn)矩分量電流指令(iq*)來計(jì)算感應(yīng)電機(jī)4的轉(zhuǎn)差頻率ωs，加法器121用于將速度檢測(cè)器109檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωr與轉(zhuǎn)差計(jì)算單元120計(jì)算出的轉(zhuǎn)差頻率ωs相加，并且輸出感應(yīng)電機(jī)104的操作頻率ωs，一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器122用于將操作頻率ωe以及Q-軸和D-軸電壓指令Vq和Vd轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)備提供給感應(yīng)電機(jī)104的三相電壓指令Va，Vb，Vc，一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)單元124用于接收逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的一種脈沖調(diào)制信號(hào)，并且驅(qū)動(dòng)逆變器102。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一個(gè)限壓器123，用于設(shè)定一個(gè)與操作頻率ωe成正比的限壓值，并且向逆變器驅(qū)動(dòng)單元124提供低于這一限壓值的電壓，一個(gè)零相分量電流檢測(cè)器125，用于檢測(cè)零相分量電流，并且在檢測(cè)值超過一個(gè)預(yù)定的參考值時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元124輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)STOP1，以及一個(gè)電流偏差檢測(cè)器126，用于檢測(cè)Q-軸和D-軸電流指令(iq*，id*)與實(shí)際電流(iq，id)之間的電流偏差，并且在超過預(yù)定參考值的這一電流偏差值持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元124輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)STOP2。
另外，圖6表示了圖5中的零相分量電流檢則器125的詳細(xì)框圖。
如圖中所示，零相分量電流檢測(cè)器125包括一個(gè)求和單元201，用于將三相電流(ia，ib，ic)相加，從中計(jì)算出零相分量電流，一個(gè)比較器202用于比較零相分量電流值和一個(gè)參考值Ref1，以及一個(gè)寄存器單元203用于在比較結(jié)果顯示出零相分量電流值超過了參考值Ref1時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元124輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)。
以下要參照附圖來說明按照本發(fā)明的用于電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置的工作方式。
在說明中省略了與現(xiàn)有技術(shù)中相同的結(jié)構(gòu)問題。
如圖5至9中所示，當(dāng)被電流放大器111A至111B放大到預(yù)定電平的三相電流(ia，ib，ic)被輸入到零相分量電流檢測(cè)器125時(shí)，零相分量電流檢測(cè)器125的求和單元201將三相電流相加，從中得到零相分量電流。
另外，零相分量電流被輸入到比較器202，并且與預(yù)先設(shè)定的參考值Ref1相比較。根據(jù)比較的結(jié)果，如果零相分量電流值大于參考值Ref1，就通過寄存器單元203輸出逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)STOP1。
圖7A至7C是一些波形圖，用來解釋零相分量電流檢測(cè)器125在出現(xiàn)不平衡電流時(shí)的操作定時(shí)。
在輸入圖7A所示的三相電流(ia，ib，ic)時(shí)，求和運(yùn)算所得的零相分量電流如圖7B所示。
比較器202將由此獲得的零相分量電流與預(yù)先設(shè)定的參考值Ref1進(jìn)行比較。根據(jù)比較的結(jié)果，在零相分量電流值超過了參考值Ref1的P1點(diǎn)上，從比較器202輸出一個(gè)預(yù)定電平的高電位，輸出的高電位被提供給寄存器單元203，從而將圖7C所示的逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)STOP1提供給逆變器驅(qū)動(dòng)單元124。
此外，電流偏差檢測(cè)器126檢測(cè)減法器117和118輸出的Q-軸和D-軸電流指令(iq*，id*)與Q-軸和D-軸電流(iq，id)之間的差值，也就是電流偏差。如果超過了一個(gè)預(yù)定參考值Ref2的這一電流偏差持續(xù)了一個(gè)預(yù)定的時(shí)間dt2，逆變器驅(qū)動(dòng)單元124就輸出逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)STOP。
圖8A至8C是電流偏差檢測(cè)器126的輸出信號(hào)的操作定時(shí)圖。
圖8A是電流偏差值的波形圖，它是Q-軸和D-軸電流指令(iq*，id*)與Q-軸和D-軸電流(iq，id)之間的差值。
如果電流偏差超過參考值Ref2的時(shí)間超過了預(yù)定的時(shí)間dt2，就在點(diǎn)P2處向逆變器驅(qū)動(dòng)單元124輸出圖8C所示的逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)STOP2，從而使逆變器102停止工作。
總之，在正常的控制狀態(tài)下，由于電流控制器119A和119B的響應(yīng)級(jí)數(shù)是幾個(gè)毫秒(dt1)，作為參考值的預(yù)定時(shí)間dt2是它的2～3倍。
即使是在電流傳感器103A至103C和是過電流檢測(cè)器110中發(fā)生了故障，仍可以利用電流偏差檢測(cè)器126來避免將過電流提供給逆變器102。
限壓器123將電壓轉(zhuǎn)換器122轉(zhuǎn)換后提供給感應(yīng)電機(jī)104的三相供電電壓限制在限壓值下。此時(shí)，在最初階段的預(yù)定時(shí)間內(nèi)將限壓值維持在一個(gè)最高電壓。在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后，根據(jù)公式6與加法器121輸出的操作頻率ωe成正比地設(shè)定限壓值。
V-limit＝V-offset+ωe*K......公式6圖9A至9C是限壓器123的操作定時(shí)波形圖。
如圖中所示，在發(fā)出操作指令D*時(shí)，限壓器123在預(yù)定時(shí)間內(nèi)將限制電壓V-limit維持在最高電壓V-max。經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間之后，就按照公式6與加法器121輸出的操作頻率ωe成正比地設(shè)定限壓值V-limit，從而使供電電壓受到限制。
最高電壓被維持一個(gè)預(yù)定的時(shí)間，因?yàn)樵谟捎诟袘?yīng)電機(jī)104的過速狀態(tài)而獲得磁通之前可以提供額定電壓。
最高電壓值V-max被設(shè)定在逆變器102可以輸出的最高電壓和感應(yīng)電機(jī)104的額定電壓V-rate之間。
另外，在公式6中設(shè)定了一個(gè)比例常數(shù)K，從而使操作頻率在額定頻率的大約90％處變成最高電壓V-max，因此在按照電梯系統(tǒng)的操作特性完成了加速階段時(shí)提供給感應(yīng)電機(jī)104的是最高電壓。在達(dá)到90％額定頻率時(shí)完成加速。
此外，偏差值V-offest被設(shè)定在感應(yīng)電機(jī)104在零速度附近產(chǎn)生額定轉(zhuǎn)矩時(shí)所用的電壓以上。隨著操作頻率的增加，按照公式6，限壓值V-limit成正比地增加。計(jì)算的結(jié)果被控制在最高電壓V-max以下。
如上所述，本發(fā)明中，限壓器的限壓值并不是固定在一個(gè)預(yù)定的值。也就是說，它是按照感應(yīng)電機(jī)的操作頻率而變化的，這樣就能在感應(yīng)電機(jī)低速工作時(shí)防止向其提供預(yù)定量的驅(qū)動(dòng)電壓，從而在電流傳感器發(fā)生預(yù)定的故障或是短路時(shí)防止過電流。
由于額外提供了零相分量電流檢測(cè)器，如果由于三相參數(shù)的不平衡而在零相分量電流中檢測(cè)到了預(yù)定量的參考值，就向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)，這樣就能避免向逆變器提供過電流。
此外，如果輸入到電流控制器的電流偏差在預(yù)定時(shí)間內(nèi)超過了一個(gè)預(yù)定的參考值，就向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)，這樣就能避免過電流被傳遞到逆變器，以免逆變器和電機(jī)受到損害。
盡管上文中為了說明而公開了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下仍可以作出其他變更和增刪。
權(quán)利要求
1.一種電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置，該電梯系統(tǒng)包括一個(gè)逆變器，用于將直流電壓逆變成可變電壓和可變頻率的交流電壓，并將其提供給感應(yīng)電機(jī)，一個(gè)逆變器控制器，用于檢測(cè)感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部的電流相位，根據(jù)檢測(cè)的相位產(chǎn)生一個(gè)電壓指令，并且控制逆變器，還有一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)單元，用于接收逆變器控制器的輸出信號(hào)，產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)，并且驅(qū)動(dòng)上述逆變器，所說電流/電壓控制裝置包含一個(gè)限壓器，用于設(shè)定一個(gè)與感應(yīng)電機(jī)的操作頻率成正比的限壓值，并且向逆變器驅(qū)動(dòng)單元提供低于這一限壓值的電壓；一個(gè)零相分量電流檢測(cè)器，用于檢測(cè)零相分量電流，并且在檢測(cè)到的電流超過一個(gè)預(yù)定的參考值時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)；以及一個(gè)電流偏差檢測(cè)器，用于檢測(cè)電流的偏差值，并且在超過預(yù)定參考值的這一電流偏差值被持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其中所述限壓器在其操作經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間，且預(yù)定的電壓被維持了預(yù)定時(shí)間之后輸出一個(gè)與操作頻率成正比的限壓值。
3.按照權(quán)利要求1的裝置，其中所述零相分量電流檢測(cè)器包括一個(gè)求和單元，用于將三相電流相加，從中獲得零相分量電流；一個(gè)比較器用于比較零相分量電流值和一個(gè)預(yù)定的參考值；以及一個(gè)寄存器單元用于在比較結(jié)果顯示出零相分量電流值超過了預(yù)定值時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)。
4.按照權(quán)利要求1的裝置，其中所述電流偏差值是相對(duì)于轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量的電流指令與實(shí)際檢測(cè)的電流值之間的差值。
全文摘要
一種電梯系統(tǒng)的電流/電壓控制裝置,包括一個(gè)限壓器,用于設(shè)定一個(gè)與感應(yīng)電機(jī)的操作頻率成正比的限壓值,并且向逆變器驅(qū)動(dòng)單元提供低于這一限壓值的電壓,一個(gè)零相分量電流檢測(cè)器,用于檢測(cè)零相分量電流,并且在檢測(cè)到的電流超過一個(gè)預(yù)定的參考值時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào),以及一個(gè)電流偏差檢測(cè)器,用于檢測(cè)電流的偏差值,并且在超過預(yù)定參考值的這一電流偏差值被持續(xù)維持了預(yù)定的時(shí)間時(shí)向逆變器驅(qū)動(dòng)單元輸出一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)停止信號(hào)。
文檔編號(hào)H02P21/06GK1189440SQ9810412
公開日1998年8月5日 申請(qǐng)日期1998年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月14日
發(fā)明者呂煥宰 申請(qǐng)人:Lg產(chǎn)電株式會(huì)社